(57)【要約】    【課題】  使用する蛍光ランプの実態に即して実際の寿命末期になるべく近い時期まで初期照度補正制御を行える蛍光ランプ点灯装置および照明制御システムを提供する。    【解決手段】  蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣは、蛍光ランプＦＬを高周波点灯する高周波点灯回路ＨＦＯと、この回路を制御して蛍光ランプを調光点灯させる調光制御回路ＤＣＣと、この回路を制御して蛍光ランプによる初期照度を抑制するとともに点灯時間を計時してその経過に応じて調光制御回路の制御の度合いを変化させることにより蛍光ランプによる照度をほぼ一定に維持する初期照度補正制御回路ＩＣＣと、この回路の点灯時間の計時をリセットするリセット手段ＲＳと、蛍光ランプの正常時における作動状態を検出してその検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定するランプ要交換判定回路ＬＣＤと、を具備している。【選択図】    図１
2005353382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光ランプを高周波点灯する高周波点灯回路と；
高周波点灯回路を制御して蛍光ランプを調光点灯させる調光制御回路と；
調光制御回路を制御して蛍光ランプによる初期照度を抑制するとともに、累積点灯時間を計時してその経過に応じて調光制御回路の制御の度合いを変化させることにより蛍光ランプによる照度をほぼ一定に維持する初期照度補正制御回路と；
初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットするリセット手段と；
蛍光ランプの正常時における作動状態を検出して、その検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定するランプ要交換判定回路と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
【請求項２】
ランプ要交換判定回路は、蛍光ランプの始動時におけるフィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔを監視して、その値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項３】
被照明空間に配設された請求項１または２記載の複数の蛍光ランプ点灯装置と；
複数の蛍光ランプ点灯装置を統括的に制御するとともに、蛍光ランプ点灯装置における初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットするリセット手段を作動させる照明制御装置と；
を具備していることを特徴とする照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、初期照度補正制御回路を備えた蛍光ランプ点灯装置およびこれを用いた照明制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプは、点灯初期が最も明るくてその後点灯時間の経過とともに明るさが減退していく性質を有している。この性質は光束減退曲線として表すことができる。これに対して、被照明空間としては、一般に蛍光ランプによって照明を行う場合であっても、常に一定照度で照明が行われることが好ましい。そこで、蛍光ランプの点灯初期から点灯時間の経過に伴う光束低下分だけ調光により暗くして点灯し、時間の経過に伴いその調光割合を低減していくことにより、被照明空間を蛍光ランプの寿命に至るまで一定照度が得られるように照明制御する手法が採用されるようになった。このような照明制御は、初期照度補正制御と称されている。また、この初期照度補正制御を行うことによって、調光により投入電力が低減した分が省電力となる利点もある。したがって、省電力を主たる目的として初期照度補正制御を行うこともある。
【０００３】
初期照度補正制御は、最初に被照明空間全体を一括して制御するようにした照明制御方式において採用された（例えば、特許文献１参照。）。この照明制御方式では、複数の照明器具に対して共通の制御装置が照明器具とは別に設置され、専用のまたは電源線を兼ねた信号線により各照明器具との間が接続され、制御装置に組み込まれたタイマとテーブルデータにより、予め設定された点灯経過時間ごとの調光レベルになるように被照明空間内の蛍光ランプが一斉に初期照度補正制御される。
【０００４】
その後、単一の放電灯点灯装置と、初期照度補正制御を行うための点灯時間タイマおよび照度補正装置とを一つの器具に備えてなり、照明器具ごとに初期照度補正制御を行えるように構成した放電ランプ点灯装置が使用されるようになった（特許文献２参照。）。この特許文献２においては、交換などのために放電ランプを取り外して無負荷状態が検出されたときにリセットしたり、リセットスイッチを設けたり、電源のオンオフが規定手順であるときにリセットしたりするように構成している。したがって、放電ランプを新品に交換するたびに点灯時間タイマをリセットして新たな初期照度補正制御を行うことができるようにしている。
【０００５】
次に、放電ランプの寿命を把握して放電灯点灯装置を制御する点に関する従来技術について説明する。すなわち、冷陰極形蛍光ランプを光源とする高輝度誘導灯においては、表示面の明るさ（上限値および下限値）が規定されている。また、使用する冷陰極形蛍光ランプは、寿命末期になってランプ不点となるまでの間に除々に光束が減退しているため、消防法に定められている基準を下回る時がランプ寿命と考えられている。しかし、冷陰極形蛍光ランプは、元来光束値およびランプ電流が低いため、表示面の明るさでは検知できないので、光束減退予測による時間測定によってランプ寿命を報知している（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３では、実際の寿命末期到達を検知しているのではなく、光束減退曲線の光束値が所定値となる点灯時間を寿命とみなしている。
【０００６】
これに対して、放電ランプの実際の寿命末期を把握しようとするものもある。すなわち、高圧放電灯を利用した照明器具、例えば車輌用前照灯において、安定点灯状態のランプ電圧値またはランプ電流値を記憶するメモリ回路を有し、点灯時間の経過に対する安定点灯時のランプ電圧または点灯時間の経過に対する安定点灯時のランプ電流を監視して、減少から増加に変化する変曲点もしくは連続的に増加することを検出して、ランプのリークを検出し、出力電力を減少方向にまたは停止するように制御する。そして、ランプ交換の検知によってメモリ回路上のランプ電圧およびランプ電流の記録をリセットする（特許文献４参照。）。一方、低圧放電ランプである蛍光ランプにおいては、蛍光ランプのエミレス状態のときに生じる半波放電を検出することでエミレス状態を検出して、点灯時間タイマをリセットすることが特許文献２により知られている。
【特許文献１】特開昭６４−０８９２８７号公報
【特許文献２】特開２００１−０１５２７６号公報
【特許文献３】特開平１０−２６１３１４号公報（段落０００５）
【特許文献４】特開２００３−３１７９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蛍光ランプの初期照度補正制御を個々に行うに際して、特許文献３に記載されているように、光束減退予測による時間測定によりランプ寿命を検出する場合、蛍光ランプの寿命にはばらつきがあるため、そのばらつきを考慮してどの蛍光ランプに対しても適応させるためには、早い段階で寿命判定を行うように設定せざるを得ない。このため、実際の蛍光ランプが寿命末期になる時期より前に寿命が判定されるので、経済性の観点から望ましくない。
【０００８】
経済性および資源の有効活用の観点からは、蛍光ランプを、その実際の寿命末期になるべく近い時期までは点灯させて実用に供することが望ましい。この点、特許文献２は、これに応える可能性があるものの、エミレス状態は、既に寿命末期に到達した後の異常点灯状態であり、このときは高周波点灯回路に流れる電流が増大して回路に過大な負担がかかったり、フィラメント電極の異常加熱によって合成樹脂製の口金やランプソケットが溶融したりする恐れがある。また、半波放電時には、発光のちらつきが発生し、不快な照明状態となる。
【０００９】
したがって、半波放電状態が発生してからの寿命検出は、たとえ発生から短時間でこれを検出するのであったとしても好ましくない。また、実際の寿命末期を検出した際に、それを表示して使用者や管理者にランプ交換を促そうとする場合、当該表示中半波放電が継続するので、特許文献２に記載の検出手段を採用することができない。さらに、特許文献２の場合、エミレス状態の検出時に初期照度補正制御用の点灯時間タイマをリセットすると、点灯初期の際の大きな調光度に戻るので、照度が低下してしまい、しかも半波放電状態なので極めて視環境の甚だ悪い状態となる。
【００１０】
一方、特許文献４においても、結局リークなどの異常状態が発生したときにこれを検出するので、スローリークのような場合を除いて採用する意義がない。しかしながら、低圧放電ランプに属する蛍光ランプにおいては、この種の異常状態は、一般的に問題にならない。
【００１１】
本発明は、使用する蛍光ランプの実態に即して実際の寿命末期になるべく近い時期まで初期照度補正制御を行える蛍光ランプ点灯装置およびこれを用いた照明制御システムを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、加えて蛍光ランプの初期照度補正制御を個々に行うのに好適な蛍光ランプ点灯装置およびこれを用いた照明制御システムを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明の蛍光ランプ点灯装置は、蛍光ランプを高周波点灯する高周波点灯回路と；高周波点灯回路を制御して蛍光ランプを調光点灯させる調光制御回路と；調光制御回路を制御して蛍光ランプによる初期照度を抑制するとともに、累積点灯時間を計時してその経過に応じて調光制御回路の制御の度合いを変化させることにより蛍光ランプによる照度をほぼ一定に維持する初期照度補正制御回路と；初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットするリセット手段と；蛍光ランプの正常時における作動状態を検出してその検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定するランプ要交換判定回路と；を具備していることを特徴としている。
【００１４】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１５】
〔高周波点灯回路について〕    高周波点灯回路は、蛍光ランプを高周波点灯する回路手段であり、高周波発生回路および限流手段を備えている。高周波発生回路は、商用交流電源などの低周波交流を高周波交流に変換する回路手段であり、インバータなどの変換回路を主体として構成することができる。この場合、変換回路はどのような構成であってもよい。
【００１６】
また、低周波交流電源を用いて高周波交流を発生させる場合、低周波交流をいったん直流に変換してから高周波交流に変換することができる。インバータを用いて高周波に変換する場合、インバータはどのような回路方式であってもよい。例えば、並列インバータ、ハーフブリッジインバータ、一石式インバータなどを用いることができる。また、インバータは、自励式および他励式のいずれであってもよい。
【００１７】
限流手段は、放電ランプを安定に点灯するために、高周波発生回路と放電ランプとの間に直列に介在して、ランプ電流を所定値に限流する手段であり、適当なインピーダンス、例えばインダクタンスからなる。インダクタンスを限流手段とする場合、チョークコイルやトランスなどからなるインダクタを用いることができる。
【００１８】
また、高周波点灯回路は、高周波点灯回路の内部に整流化直流電源を配設することができる。なお、高周波発生回路に対する電源が交流および直流のいずれであっても、所望により例えば昇圧チョッパなどの直流電圧変換回路部を配設して、インバータなどの高周波発生回路に対する直流入力電圧を所望の値に変換したり、調光のためにインバータの入力電圧を変化させたりすることができる。
【００１９】
〔調光制御回路について〕    調光制御回路は、高周波点灯回路を制御して蛍光ランプを調光点灯させるための回路手段であるが、その具体的な手法は特段限定されない。例えば、周波数制御式、ＰＷＭ制御式などを所望により選択的に採用することができる。前者の方式においては、高周波点灯回路の高周波電圧の周波数を変化させて限流手段のインピーダンスを制御して調光を行わせる。後者の方式においては、高周波電圧が出力される期間（オンデューティ）を変化させて実効電圧を制御して調光を行わせる。
【００２０】
〔初期照度補正制御回路について〕    蛍光ランプは、前述のように初期光束が最大値となるが、反対に寿命末期時には最低値となり、その間累積点灯時間の経過に伴って光束が徐々に減退していく。初期照度補正制御回路は、蛍光ランプの点灯初期から初期光束より少ない光束、例えば初期光束の７０％でほぼ一定になるように例えば光束減退曲線に沿って蛍光ランプを累積点灯時間の経過に応じて自動的に調光制御して点灯させることにより、蛍光ランプの初期照度を抑制するとともに、累積点灯時間の経過にかかわらず蛍光ランプによる照度を寿命末期までほぼ一定に維持する制御回路手段であるが、その具体的な回路構成は限定されない。
【００２１】
初期照度補正制御回路は、例えば点灯時間タイマおよび光束補正装置を備えることで構成することができる。点灯時間タイマは、蛍光ランプを点灯する都度、その点灯時間を計時するとともに、前回までの累積点灯時間を新しい点灯時間に加算して点灯初期からの累積点灯時間を求める。また、累積点灯時間は、使用する蛍光ランプを新品の蛍光ランプに交換した際には後述するリセット手段によってリセットされる。光束補正装置は、蛍光ランプの累積点灯時間に対して予め設定された所要の調光度を示す調光信号を送出する。点灯時間タイマおよび光束補正装置は、タイマ、演算装置、メモリおよびプログラムを主体として構成することができる。タイマは、蛍光ランプの点灯時間を計時する。演算装置は、メモリからまずプログラムを読み出し、次に読み出したプログラムに基づいて前回までの累積点灯時間に対応する調光度のテーブルデータを読み出し、調光信号を作成して調光制御回路へ出力する。また、前回までの累積点灯時間を読み出して、これにタイマによって計時した新たな点灯時間を加算し、更新された累積点灯時間のデータをメモリに記憶させて、次の点灯に備える。メモリは、プログラムおよび累積点灯時間ごとの調光度からなるテーブルデータを予め記憶するとともに、蛍光ランプの累積点灯時間を都度データ更新しながら記憶する。プログラムは、以上の演算手順を内容としている。なお、以上の構成は、ＩＣなどの個別のものを用いるだけでなく、蛍光ランプ点灯装置全体を制御するマイコンのタイマ機能、メモリ機能および演算機能を利用して初期照度補正制御回路を構成することができる。
【００２２】
また、累積点灯時間データを保存するメモリを主メモリとバックアップ用メモリとで構成することができる。これにより、主メモリの累積点灯時間タイマを誤ってリセットしてしまったような場合であっても、バックアップ用メモリから記憶している累積点灯時間データを読み出せば、復活させることが可能になる。なお、バックアップ用メモリは、主メモリのＩＣやマイコン中にこれを設定することができるが、要すれば別体のＩＣやマイコンを用いることもできる。
【００２３】
〔リセット手段について〕    リセット手段は、初期照度補正制御の計時手段、例えば点灯時間タイマの累積点灯時間を初期設定状態すなわち初期化状態に戻すための手段であり、蛍光ランプを新品に交換した際に初期照度補正制御回路の累積点灯時間をリセットして初期化し、初期照度補正制御を再度最初から行えるように構成される。リセット手段は、例えば操作スイッチ、無負荷状態検出手段に応動する構成、電源スイッチを所定手順でオン、オフするのに応動する構成など既知の各種構成を適宜選択して採用することができる。しかし、リセット手段は、所望により以下の構成に代えるか、あるいは以下の構成の一つまたは複数を操作スイッチに付加することができる。すなわち、
１．ランプ装着検出回路を配設して、当該回路を所定回数繰り返し機能させることによりリセットを行うように構成する。ランプ装着検出回路は、本来蛍光ランプが装着されていないときには高周波点灯回路を作動させないようにして高周波点灯回路を高電圧から保護するために採用される回路手段であり、特許文献２における無負荷状態を検出する手段と同様な手段である。したがって、特許文献２におけるようにランプ装着検出回路が作動してランプ非装着を検出したときに累積点灯時間タイマをリセットすると、例えば清掃のために蛍光ランプを外したときにもリセットされてしまうという不都合がある。
【００２４】
これに対して、上述のようにランプ装着検出回路を所定回数、例えば３回続けて作動すなわち非装着を検出させることによってリセットを行うように構成しておれば、上記の不都合が生じないとともに、確実に所期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時、例えば点灯時間タイマをリセットすることができる。
【００２５】
２．内蔵電池を用いて累積点灯時間のリセットを蛍光ランプ点灯装置の電源が遮断状態でも行えるように構成する。これにより通例のように電源をオフ状態にして蛍光ランプの交換を安全に行うと同時に、併せてリセット作業を行うことができるので、作業が容易になる。
【００２６】
３．複数の蛍光ランプ点灯装置を統括的に制御する外部の照明制御装置による統括下にある蛍光ランプ点灯装置のリセット手段を照明制御装置からの遠隔制御によってリセットさせるように構成する。
【００２７】
〔ランプ要交換判定回路について〕    ランプ要交換判定回路は、蛍光ランプの正常時における作動状態を検出して、その検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定する。上記の作動状態は、電気的検出および光学的検出のいずれであってもよい。電気的検出としては、例えば始動時におけるフィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔ値を検出して、その値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定することにより、可能になる。なお、始動時とは、蛍光ランプのフィラメント電極を予熱する予熱期間および予熱後に始動電圧を印加する始動期間を含む意味であり、そのいずれの期間において電圧のｄＶ／ｄｔを検出してもよい。また、光学的検出としては、例えば受光素子を用いて蛍光ランプの光量をモニターして、その検出値が点灯初期、より好ましくは点灯１００時間後の光量値の７０％まで低下したときを寿命と判定することにより、ほぼ有効寿命に沿った寿命の実測による判定が可能になる。
【００２８】
また、ランプ要交換の判定を行ったときには、蛍光ランプ点灯装置を制御して蛍光ランプを消灯、減光または点滅させたり、あるいはランプ要交換の表示を行ったりするように構成することができる。さらに、所望により、上記の蛍光ランプを消灯、減光または点滅させる場合に、同時に初期照度補正回路のリセット手段をリセットさせることができる。これにより、蛍光ランプを交換する際に改めてリセット操作を行う必要がなくなり、作業が簡単化される。
【００２９】
〔本発明の作用について〕    本発明においては、蛍光ランプの正常時における作動状態を検出して、その検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定するランプ要交換判定回路を具備しているので、蛍光ランプ個々の実際の寿命に接近したときにランプ要交換の判定を、正常時において実際に使用している蛍光ランプについて検知することによって行うことができる。このため、蛍光ランプの点灯使用可能な時間を最大限まで延伸することができ、したがって経済的である。これは資源の有効活用にも寄与する。
【００３０】
また、蛍光ランプ点灯装置が新品の蛍光ランプを高周波点灯回路に接続、換言すればランプソケットに蛍光ランプを装着してから寿命末期を迎えるまでの点灯期間を通じて初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットするリセット手段を備えているので、その初期照度補正制御回路を動作させることで、蛍光ランプ点灯装置単体で蛍光ランプを交換してから寿命末期に至るまでの期間、蛍光ランプによる照度を一定にして初期照度補正制御を行うことが可能になる。このため、小規模な照明施設に好適な省電力照明が可能になる。しかし、適当な手段によって初期照度補正制御回路を不動作にすれば、多数の蛍光ランプ点灯装置の全体を一括して制御する外部制御システムに対応させることも可能である。
【００３１】
請求項２に係る発明の蛍光ランプ点灯装置は、請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置において、ランプ要交換判定回路は、蛍光ランプの始動時におけるフィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔを監視して、その値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定することを特徴としている。
【００３２】
本発明は、蛍光ランプの正常時における作動状態を電気に検出する場合の好適な構成を規定している。すなわち、蛍光ランプの始動時におけるフィラメント電極に現れる電圧のｄＶ／ｄｔは、点灯時間の経過時間が大きくなるにしたがって上昇していく。そこで、上記ｄＶ／ｄｔ値が所定の閾値範囲から外れたときは、寿命に接近したときであることが分かり、したがってランプ交換が必要であると判定することができる。
【００３３】
ランプ要交換判定を行うタイミングは、蛍光ランプの始動時、例えば始動電圧を印加する始動期間またはフィラメント電極を予熱する予熱期間に行うことができ、マイコンなどの制御回路を用いてそのタイミングを与えればよい。また、フィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔは、フィラメント電極における電圧の立ち上がり速度の程度を示し、例えばフィラメント電極に対する電圧印加時における電圧の立ち上がりを利用して求めることができる。さらに、ｄＶ／ｄｔ値が所定の閾値から外れた否かの判定は、以下の手順で行うことができる。すなわち、蛍光ランプに対する電源投入を行うごとにｄＶ／ｄｔ値を求める。また、メモリに予め閾値をテーブルデータとして記憶させておく。同じくメモリに記憶させておいたプログラムを用いて演算手段によって、求めたｄＶ／ｄｔ値と閾値のテーブルデータとを比較してランプ要交換判定を行う。なお、所望により、電源投入ごとに求めたｄＶ／ｄｔ値をその都度メモリに記憶させておき、前回までの累積点灯時間データとともに読み出して、点灯時間とｄＶ／ｄｔ値の変化との関係をグラフ化させることもできる。なお、フィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔは、一方および両方のフィラメント電極のいずれについて求めてもよいが、ランプ装着検出を兼ねるときには両方のフィラメント電極について求める方がデータの信頼性が高くなる。
【００３４】
そうして、本発明においては、始動時にランプ要交換判定を行うので、フィラメント電極の電圧を検出する回路が比較的簡単になるとともに、判定が正確になる。また、加えて所望によりフィラメント電極の電圧の有無を検出することによってランプ装着、換言すれば無負荷検出を行うこともできる。
【００３５】
請求項３に係る発明の照明制御システムは、被照明空間に配設された請求項１または２記載の複数の蛍光ランプ点灯装置と；複数の蛍光ランプ点灯装置を統括的に制御するとともに、蛍光ランプ点灯装置における初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットするリセット手段を作動させる照明制御装置と；を具備していることを特徴としている。
【００３６】
本発明は、蛍光ランプ点灯装置を多数の蛍光ランプ点灯装置の全体を統括して制御する外部制御システムに適応させた場合に好適なリセット手段の構成を規定している。すなわち、請求項１または２に規定する蛍光ランプ点灯装置の複数ならびに上記照明制御装置を具備した照明制御システムを構成している。そして、上記照明制御装置からの遠隔制御により、蛍光ランプ点灯装置の上記リセット手段を操作して、初期照度補正制御回路の累積点灯時間のリセットを行うものである。
【００３７】
照明制御装置からリセットを行うには、例えば蛍光ランプ点灯装置に対して３秒間オン信号を送信した後に電源をオフしたり、３秒間調光点灯した後に全光点灯したりすることによってリセット手段が作動するように構成すればよい。なお、照明制御装置からのリセット手段の遠隔制御は、複数の蛍光ランプ点灯装置に対して一斉になすことができるが、所望により全体の一部である特定の一つまたは複数の蛍光ランプ点灯装置に対して行うこともできる。なお、照明制御装置は、既知の各種構成のものを適宜採用することができる。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１および２の発明によれば、初期照度補正制御回路およびリセット手段に加えて、蛍光ランプの正常時における作動状態を検出して、その検出値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定するランプ要交換判定回路を具備していることにより、蛍光ランプ個々の実際の寿命に接近したときにランプ要交換の判定を、蛍光ランプの正常時において実際に検知することによって行うことができるため、蛍光ランプの点灯使用可能な時間を最大限まで延伸することができ、したがって経済的で資源の有効活用に寄与する蛍光ランプ点灯装置を提供することができる。
【００３９】
請求項２の発明によれば、加えてランプ要交換判定回路が蛍光ランプの始動時におけるフィラメント電極の電圧のｄＶ／ｄｔを監視して、その値が所定の閾値範囲から外れたときにランプ交換の必要を判定することにより、回路が比較的簡単になるとともに、判定が正確な蛍光ランプ点灯装置を提供することができる。
【００４０】
請求項３の発明によれば、複数の蛍光ランプ点灯装置における初期照度補正制御回路の累積点灯時間タイマのリセットを、統括的に制御する照明制御装置を用いて行うので、リセット作業が容易になるとともに、複数の蛍光ランプ一斉交換方式にも好適な照明制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４２】
図１および図２は、本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第１の形態を示し、図１は回路ブロック図、図２は点灯時間に対する始動時のｄＶ／ｄｔの変化を示すグラフである。本形態において、蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣは、図１に示すように、高周波点灯回路ＨＦＯ、調光制御回路ＤＣＣ、初期照度補正制御回路ＩＣＣ、リセット手段ＲＳおよびランプ要交換判定回路ＬＣＤを具備している。なお、図中、符号ＦＬは蛍光ランプ、ＡＣは低周波交流電源である。
【００４３】
高周波点灯回路ＨＦＯは、高周波発生回路ＩＮＶおよび高周波制御回路ＣＣからなる。高周波発生回路ＩＮＶは、直流電源、インバータ本体および限流手段を主体として構成されている。直流電源は、低周波交流電源ＡＣの交流電圧を整流、平滑化する整流化直流電源からなる。インバータ本体は、ハーフブリッジ形インバータ主回路などからなる。高周波制御回路ＣＣは、高周波発生回路ＩＮＶを所要に制御する回路で、例えば周波数制御またはＰＷＭ制御された駆動信号を高周波発生回路ＩＮＶに供給することにより、高周波発生回路ＩＮＶを可制御に駆動する。限流手段は、蛍光ランプＦＬに対して直列に接続される例えばインダクタなどからなる。
【００４４】
調光制御回路ＤＣＣは、例えば周波数制御またはＰＷＭ制御を行うための調光制御信号を生成して高周波点灯回路ＨＦＯの高周波制御回路ＣＣに制御入力して、高周波発生回路ＩＮＶの高周波出力を調光制御信号に応じて変化させる回路で、調光信号受信部および調光制御信号変換回路などからなる。調光信号受信部は、後述する初期照度補正回路から送出されたり、外部制御システムから送信されたりする調光信号を受信して調光制御信号変換回路へ送出する。調光制御信号変換回路は、送出を受けた調光信号を調光制御信号に変換する。なお、調光信号は、例えばＰＷＭ制御信号からなり、これを例えば直流レベル信号からなる調光制御信号に変換する。
【００４５】
初期照度補正制御回路ＩＣＣは、点灯時間に応じた初期照度補正信号を内容とする調光信号を発生して、これを調光制御回路ＤＣＣに送出する。すなわち、初期照度補正制御回路ＩＣＣは、マイコンのタイマ機能、メモリ機能、演算機能およびプログラムを主体として構成されていて、蛍光ランプの光束減退曲線に沿った初期照度補正信号からなる調光信号を発生する。タイマ機能は、蛍光ランプＦＬの点灯時間を例えば低周波交流電源ＡＣの投入時間に基づいて計時する。メモリ機能は、プログラムおよび累積点灯時間に対応する調光度のテーブルデータを記憶する。演算機能は、前回までの累積点灯時間に今回の点灯時間を加算して累積点灯時間を更新し、また累積点灯時間に対応する調光度のテーブルデータを読み出して初期照度補正信号としての調光信号を出力する。
【００４６】
リセット手段ＲＳは、蛍光ランプＦＬを交換した際に、点灯時間タイマのメモリ機能に記録されている累積点灯時間データを削除することによって、初期照度補正制御回路の累積点灯時間の計時をリセットして初期化する。
【００４７】
ランプ要交換判定回路ＬＣＤは、蛍光ランプＦＬにおける一方のフィラメント電極Ｅ１における両端電圧を蛍光ランプＦＬの始動時に検出する。すなわち、点灯するために蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣの電源を投入すると、最初に蛍光ランプＦＬが始動時となって一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２の予熱が開始される。次に、始動期間になって始動電圧が印加された時に、ランプ要交換判定回路ＬＣＤは、フィラメント電極Ｅ１の両端電圧の立ち上がりの変化をｄＶ／ｄｔとして検出するとともに、メモリ機能に記憶されている閾値を読み出し、検出したｄＶ／ｄｔ値と閾値とを比較演算して、蛍光ランプＦＬがランプ交換を要するほどに寿命末期に接近したか否かを判定する。
【００４８】
次に、図２を参照してランプ要交換判定の原理について説明する。すなわち、図２は、横軸が時間を、縦軸がｄＶ／ｄｔを、それぞれ示し、フィラメント電極加熱電圧を印加したときの電圧の立ち上がりが点灯時間の経過に伴って徐々に早くなるように変化することを示している。したがって、ｄＶ／ｄｔの値が閾値ｓ以下であれば、未だ寿命末期より前の段階にあるので、ランプ要交換判定回路ＬＣＤは、ランプ交換を要さないと判定する。これに対して、ｄＶ／ｄｔが閾値ｓを超えると、寿命末期に接近したことになるので、ランプ要交換判定回路ＬＣＤは、ランプ交換を要すると判定する。
【００４９】
したがって、本形態においては、始動時にランプ要交換判定回路ＬＣＤがランプ交換不要であると判定した場合には、所定の始動が継続するので、蛍光ランプＦＬはやがて点灯する。そして、初期照度補正制御回路ＩＣＣの点灯時間タイマ機能が累積点灯時間を計時する中で蛍光ランプＦＬは高周波点灯を行う。また、初期照度補正制御回路ＩＣＣは、蛍光ランプＦＬの累積点灯時間に応じた直流の調光信号を送出し、調光制御回路ＤＣＣに入力する。調光制御回路ＤＣＣは、調光信号をＰＷＭ制御信号または周波数制御信号に変換して高周波制御回路ＣＣに送出するので、高周波発生回路ＩＮＶは、調光信号に相当するように制御された高周波出力電圧を出力する。その結果、蛍光ランプＦＬは、交換した後寿命末期までの間、初期照度の例えば７０％一定で点灯する。
【００５０】
これに対して、ランプ要交換判定回路ＬＣＤが上記条件を満足したことで蛍光ランプＦＬの交換を必要と判定したときには、高周波制御回路ＣＣに消灯を指示する。その結果、高周波制御回路ＣＣは、インバータ本体ＩＮＶに対する駆動信号の供給を停止するので、蛍光ランプＦＬは消灯するか、最初から点灯しない。
【００５１】
以下、図３ないし図５を参照して本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するためのその他の形態について説明する。なお、各図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５２】
図３は、本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第２の形態を示す回路ブロック図である。本形態における主な特徴点は次のとおりである。
【００５３】
高周波点灯回路ＨＦＯは、その直流電源が整流回路ＲＥＣ１、平滑回路ＳＣ１および昇圧チョッパＢＵＴにより構成されている。昇圧チョッパＢＵＴは、高周波発生回路ＩＮＶの入力端に印加する直流電圧を低周波交流電圧より高い電圧に昇圧する。また、高周波発生回路ＩＮＶは、蛍光ランプＦＬの一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２の加熱を制御するランプ点灯制御部ＦＨを備えている。
【００５４】
調光制御回路ＤＣＣは、整流回路ＲＥＣ２および平滑回路ＳＣ２からなる。
【００５５】
初期照度補正制御回路ＩＣＣは、点灯時間タイマＴＭおよび光束補正装置ＰＷＧを含んでいる。光束補正装置ＰＷＧは、累積点灯時間に対応するＰＷＭ信号からなる調光信号を発生して調光制御回路ＤＣＣの整流回路ＲＥＣ２の直流入力端に入力する。
【００５６】
ランプ要交換判定回路ＬＣＤは、始動時に蛍光ランプＦＬの一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２のｄＶ／ｄｔをそれぞれ検出して、それらの検出値の少なくともいずれか一方が閾値ｓを超えてランプ要交換と判定したときには、高周波制御回路ＣＣを制御して蛍光ランプＦＬを消灯すると同時に、初期照度補正制御回路ＩＣＣの累積点灯時間をリセットするように構成されている。
【００５７】
ランプ装着検出回路ＬＦＤは、蛍光ランプＦＬの一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２の装着状態を監視して、いずれかのフィラメント電極Ｅ１またはＥ２が非装着状態のときには、高周波制御回路ＣＣを制御して蛍光ランプＦＬを消灯するが、初期照度補正制御回路ＩＣＣの累積点灯時間はリセットしない。ただし、ランプ装着検出回路ＬＦＤは、所定時間後に再度電源投入動作を行い、ランプ装着検出動作を行う。このときに、ランプ装着が検出されれば、以後蛍光ランプＦＬは点灯動作に移行する。しかし、ランプ装着が検出できないときには、３回目の電源投入動作が行われる。３回目のランプ装着検出動作において、ランプ装着検出ができないときには、初期照度補正制御回路ＩＣＣの累積点灯時間をリセットするように構成されている。
【００５８】
図４は、本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第３の形態を示す回路ブロック図である。
【００５９】
本形態は、初期照度補正制御回路ＩＣＣおよびリセット手段ＲＳが電池電源ＲＢにより駆動されるように構成されている。電池電源ＲＢは、充電回路ＢＣＣおよびこれにより充電される２次電池ＢＴからなる。充電回路ＢＣＣは、整流回路ＲＥＣ３および充電抵抗器Ｒ１からなる。
【００６０】
図５は、本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第４の形態における照明器具を示す中央断面正面略図である。
【００６１】
本形態は、ランプソケットＬＳに押し釦スイッチからなるリセット手段ＲＳを配設している。なお、図中、符号ＬＦは照明器具本体を示している。照明器具本体ＬＦは、トラフ形であり、内部に蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣを収納している。また、ランプソケットＬＳは、その一対が照明器具本体ＬＦの両端部から下方へ突出していて、直管形の蛍光ランプ（図示しない。）の両端から軸方向に突出する口金ピンを、その下方から挿入し、さらに９０°回動させることにより、蛍光ランプを装着する。
【００６２】
そうして、蛍光ランプを新品に交換したらリセット手段ＲＳを操作すれば、初期照度補正制御回路ＩＣＣの点灯時間タイマＴＭをリセットすることができる。
【００６３】
図６は、本発明の照明制御システムを実施するための一形態を示す回路ブロック図である。図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態の照明制御システムは、複数の蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣが照明制御装置ＭＣＵにより統括的に制御されるように構成されている。
【００６４】
すなわち、照明制御装置ＭＣＵは、各蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣのオン、オフおよび調光を全体または個別に制御することができる。
【００６５】
一方、各蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣは、図１、図３ないし図５の構成のいずれでもよく、それぞれ内部に組み込まれている初期照度補正制御回路により初期照度補正制御されながら高周波点灯し、かつ、ランプ要交換判定回路によりランプ要交換時期が判定される。加えて、初期照度補正制御回路における累積点灯時間の計時をリセットするためのリセット手段が照明制御装置ＭＣＵから送出される所定のリセット信号に応動するように構成されている。
【００６６】
また、照明制御装置ＭＣＵは、所定のリセット信号を送出することができる。リセット信号は、例えば全部の蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣを３秒間オンした後オフしたり、調光した後にオフしたりする構成からなる。
【００６７】
そうして、本形態の照明制御システムにおいては、各蛍光ランプ点灯装置ＦＯＣの初期照度補正制御回路における累積点灯時間の計時を、個別にリセットできるとともに全体を一斉にリセットすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第１の形態を示す回路ブロック図
【図２】同じく点灯時間に対する始動時のｄＶ／ｄｔの変化を示すグラフ
【図３】本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第２の形態を示す回路ブロック図
【図４】本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第３の形態を示す回路ブロック図
【図５】本発明の蛍光ランプ点灯装置を実施するための第４の形態における照明器具を示す中央断面正面略図
【図６】本発明の照明制御システムを実施するための一形態を示す回路ブロック図
【符号の説明】
【００６９】
ＤＣＣ…調光制御回路、Ｅ１、Ｅ２…フィラメント電極、ＦＯＣ…蛍光ランプ点灯装置、ＦＬ…蛍光ランプ、ＨＣＣ…高周波制御回路、ＨＦＯ…高周波点灯回路、ＩＣＣ…初期照度補正制御回路、ＩＮＶ…高周波発生回路、ＬＣＤ…ランプ要交換判定回路、ＲＳ…リセット手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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